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畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目名稱： 化妝品噴頭塑料模具設(shè)計
院系名稱： 機(jī)電學(xué)院
班 級： 機(jī)自074班
學(xué) 號： 200700314411
學(xué)生姓名： 孫廣軍
指導(dǎo)教師： 朱繼華
2011年3月
中原工學(xué)院開題報告
1、 本課題所涉及的內(nèi)容國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀綜述
中國模具業(yè)歷經(jīng)三十多年改革開放以后，模具工業(yè)正發(fā)生“歷史性變化”，實力國際地位有了明顯提升，模具產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出迅速發(fā)展態(tài)勢，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)升級“關(guān)鍵階段”，模具企業(yè)所有制開始轉(zhuǎn)變?yōu)橐悦駹I為主，企業(yè)所地開始向廣東、浙江、江蘇、上海、山東等市場經(jīng)濟(jì)發(fā)育較早地區(qū)集，這些地區(qū)政府開始認(rèn)識到特色產(chǎn)業(yè)發(fā)展有利于政府增加財政收入，有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，有利于當(dāng)?shù)鼐用窬蜆I(yè)與增加收入，有利于區(qū)域經(jīng)濟(jì)良性發(fā)展，因而花大力氣打造特色產(chǎn)業(yè)基地，模具工業(yè)目前正面臨前所未有發(fā)展機(jī)遇，已進(jìn)入由量變轉(zhuǎn)向質(zhì)變、產(chǎn)業(yè)加速升級關(guān)鍵時期。
模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開模具，用模具生產(chǎn)制件所達(dá)到的(四高二低)高精度，高復(fù)雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。模具品種繁多，共有10大類，包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于制造業(yè)中幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn)，可見模具的服務(wù)范圍已包括國民經(jīng)濟(jì)的許多方面，現(xiàn)在模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品已成為共識。 隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。新技術(shù)日新月異，模具的使用范圍已越來越廣，對模具的要求也越來越高了。
塑料工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速，早在7年前塑料的年產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和，塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注塑模具。
1. 塑料模具市場現(xiàn)狀
目前, 我國的塑料消費量已居世界首位, 但人均消費量僅為工業(yè)發(fā)達(dá)國家的1 /7, 為工業(yè)中等發(fā)達(dá)國家的1 /4, 這一方面反映出我們存在的差距, 另一方面也展現(xiàn)了我國塑料工業(yè)和塑料模具產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展空間。當(dāng)前, 我國對模具需求旺盛的行業(yè)包括航空航天、國防軍工、軌道機(jī)車、工程機(jī)械等行業(yè), 尤其是總投資達(dá)2 200億元的京滬高鐵項目、超過300 億元投資規(guī)模的大飛機(jī)項目等, 都會給塑料模具行業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。因此, 我國塑料模具業(yè)的發(fā)展必須依托國家重點建設(shè)工程, 大力發(fā)展精密注塑模具、覆蓋件模具和大型注塑模具; 同時通過加快企業(yè)兼并重組和產(chǎn)品更新?lián)Q代, 縮小與發(fā)達(dá)國家間的距離, 使我國的塑料模具業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
1.1塑料模具的發(fā)展及對社會的影響
現(xiàn)在，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，因此，塑料模具也快速發(fā)展。2007年，我國(未包括港澳臺統(tǒng)計，下同)塑料模具銷售額約為365億元。 在海關(guān)統(tǒng)計中，塑料模具和橡膠模具在同一稅目中，因此表中數(shù)據(jù)包含這兩類模具，但塑料模具占其中的絕大多數(shù)。
中國塑料模具發(fā)展很快，三年平均發(fā)展速度是年均增長22％，比模具行業(yè)總體發(fā)展速度高出約3個百分點。然而，這樣快的發(fā)展速度仍舊跟不上市場要求，2005年至2007年國產(chǎn)塑料模具在國內(nèi)市場中的滿足率分別只有62.2％，73.3％和78.4％。雖然滿足率在逐年提高，但進(jìn)口的塑料模具目前仍占我國市場的20％以上。
1.2塑料模具產(chǎn)品發(fā)展水平狀況
在生產(chǎn)量高速增長的情況下，中國塑料模具水平也有很大提高。國內(nèi)目前已能生產(chǎn)單套重量達(dá)60噸的大型模具、型腔精度達(dá)0.5μm的精密模具、一模7800腔的多腔模具及4m／min以上擠出速度的高速模具。模具壽命也有很大提高，己可以達(dá)到100萬模次以上。比較能反映水平的典型例子如下：
大型模具：汽車保險杠、整體儀表板、大屏幕彩色電視機(jī)、大容量洗衣機(jī)等塑料件的模具等
精密模具：光盤、導(dǎo)光板、手機(jī)、音像設(shè)備、小模數(shù)齒輪、車燈等塑料件模具等
復(fù)雜模具：多色注塑、多層注塑、低壓注塑、帶件蘭差、模內(nèi)轉(zhuǎn)印、蒸汽注塑、熱流道及氣體輔助注塑等塑料模具
多腔模具：塑料封裝模具、塑料包裝模具等
高速模具：塑料型材擠出模，包括雙腔、雙色、雙材質(zhì)等共擠模具
模具是工業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電訊、汽車、摩托車、電機(jī)、電器、儀器、家電、建材等產(chǎn)品中，80%以上都要依靠模具成形，用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。
隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對模具提出越來越高的要求，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具的需求發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。
1.3目前塑料模具技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r
除了產(chǎn)品技術(shù)狀況已在上面反映之外，現(xiàn)將模具企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面的狀況大致歸納如下：
CAD／CAM技術(shù)已在行業(yè)中得到基本普及
CAE技術(shù)及CAD／CAE／CAM一體化技術(shù)己在部分企業(yè)中應(yīng)用
PDM、CAPP、ERP等信息化技術(shù)己在部分重點骨干企業(yè)中應(yīng)用
RP／RT、高速加工、復(fù)合加工、逆向工程、并行工程、虛擬網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)已在少數(shù)企業(yè)開始應(yīng)用
2. 我國塑料模具的發(fā)展趨勢
1)產(chǎn)能發(fā)展?fàn)顩r一是模具日趨大型化。這是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的"一模多腔"所造成的。
2)是模具的精度越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已達(dá)到2~3微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。
3)是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求也越來越高。
4)是熱流道模具在塑料模具中的比重逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在外國發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達(dá)到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%~30%。
5)是隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對模具鋼的性能要求很嚴(yán)。
6)是標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在"十二五"期間必將得到較大的發(fā)展。
7)是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊?，F(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時代，21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到75%以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來越引起人們的關(guān)注。
8)是隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。
9)是以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時，由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。
10)是模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模具市場走勢的變化。
3.模具發(fā)展中存在的主要問題
3.1模具發(fā)展中的問題
(1)發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品己達(dá)到相當(dāng)高的水平，個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有10年以上的差距。
(2)工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平己比較先進(jìn)，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以很好整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。
(3)大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。
(4)管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。
(5)市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供需矛盾一時還難以解決，供不應(yīng)求的局 面還將持續(xù)一段時間，特別是在中高檔產(chǎn)品方面矛盾更為突出。
(6)體制和人才問題的解決尚待時日。在社會主義市場經(jīng)濟(jì)中，在經(jīng)濟(jì)全球化的過程中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，許多企業(yè)目前的體制和經(jīng)營機(jī)制仍舊很難適應(yīng)多變的市場。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個問題，但要得到較好解決尚待時日。
3.2塑料制品中常見的缺陷
（1） 飛邊：現(xiàn)象.當(dāng)塑料熔料被迫從分型面擠壓出模具型腔而產(chǎn)生薄片時便形成了飛邊，又稱溢邊、披鋒、毛刺等。
（2） 熔接痕：現(xiàn)象.由于來自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融合。一般情況下主要影響制品的外觀，嚴(yán)重時對制品強(qiáng)度產(chǎn)生影響。
（3） 銀絲：現(xiàn)象.成型制品表面沿著熔料流動方向形成的噴濺狀線條或銀白色紋理，稱為銀絲或條紋。
（4） 翹曲和變形：現(xiàn)象.制品翹曲變形是指注塑件的形狀偏離了模具型腔的形狀，這是注塑件常見的缺陷之一。
（5） 欠注：現(xiàn)象.熔體在沒有充滿型腔就冷凝了，料流末端出現(xiàn)部分不完整，導(dǎo)致產(chǎn)品缺料
（6） 裂紋：現(xiàn)象.成型制品表面開裂形成裂縫叫做裂紋，是塑料制品較常見的一種缺陷。其主要成因是塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計不良和應(yīng)力變形所致。這里的應(yīng)力主要包括殘留應(yīng)力和外部應(yīng)力。
展望未來，由于國際、國內(nèi)宏觀環(huán)境總體良好，國內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將持續(xù)以較快速度發(fā)展，塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問題通過國內(nèi)外交流與合作，通過全行業(yè)的共同努力，通過各方面的共同支持，定會逐漸得到較好的解決。
參考文獻(xiàn)
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[10].http://wenda.tianya.cn/wenda/thread?tid=594ac0f4ced95a9d&clk=wttpcts
二、本課題有待解決的主要關(guān)鍵問題
此次設(shè)計主要是圍繞化妝品噴頭塑料模具設(shè)計展開的，通過對實體模型的保護(hù)性.功能性.裝飾性三位一體的分析，逐步通過計算分析確定型腔數(shù)目、分型面、型腔布置方案、澆注系統(tǒng)、脫模方式、頂出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、凹模和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式、排氣系形式、主要尺寸等。本課題要解決的關(guān)鍵問題主要包括以下幾點：
1.化妝品噴頭的三維造型設(shè)計，繪制出三維造型，并計算體積；
2.對零件進(jìn)行工藝分析，進(jìn)行注塑工藝方案選擇及模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；
3.選擇注塑機(jī)類型并對所使用的注塑機(jī)的參數(shù)進(jìn)行計算，包括最大注射量、注射壓力、鎖模力、模具安裝部分的尺寸、開模行程和頂出機(jī)構(gòu)進(jìn)行計算校核；
4.繪制注塑模具裝配圖和零件圖。
5.撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。
三、對課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 (包括解決關(guān)鍵問題技術(shù)和所需條件兩方面)
本課題需要運用機(jī)械、材料成形、注塑模具、計算機(jī)二、三維設(shè)計等多學(xué)科的知識，需要相當(dāng)廣闊的知識面和較高的專業(yè)水平。具體解決方法包括以下幾個方面：
1. 在課題研究初期，我借閱了大量有關(guān)注塑模具設(shè)計制造方面的書籍，同時在互聯(lián)網(wǎng)上搜索了大量關(guān)于注塑模具的資料與論文。
2.深入工廠進(jìn)行課題調(diào)研，了解模具設(shè)計實際工作中需要考慮的問題。虛心向工人師傅們請教本課題中遇到的不解之處，為以后的設(shè)計提供資料和積累寶貴經(jīng)驗，避免走不必要的彎路。同時虛心向?qū)I(yè)老師請教設(shè)計過程中遇到的問題。
3.通過所學(xué)知識和大量查閱資料對零件進(jìn)行工藝分析和工藝參數(shù)計算，根據(jù)零件所需注塑工序設(shè)計出注塑模具。同時運用AutoCAD繪制二維模具裝配圖和零件圖。
4.找出提高模具設(shè)計應(yīng)采取的措施。
5.總結(jié)以上知識和參考，具體設(shè)計化妝品噴頭的模具設(shè)計。
四、完成本課題的工作計劃及進(jìn)度安排
3.8～3.21 畢業(yè)實習(xí)；
3.22～4.4 方案論證，確定方案，完成調(diào)研報告、開題報告.外文翻譯；
4.5～4.25 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；
4.26～5.31 主要零部件設(shè)計，繪制模具圖，按學(xué)院規(guī)定的統(tǒng)一規(guī)范化要求撰寫設(shè)計說明書（完成初稿）；
6.1～6.6 審查設(shè)計 準(zhǔn)備答辯；
6.7～6.16 答辯資格評審；
6.17～6.18 畢業(yè)答辯；
6.19～6.24 修改畢業(yè)設(shè)計。
五．指導(dǎo)教師審閱意見
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指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
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六．指導(dǎo)小組意見
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指導(dǎo)小組組長(簽字)：
年 月 日
說明：
1. 本報告前4項內(nèi)容由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計)課題任務(wù)的學(xué)生獨立撰寫；
2. 本報告必須在第八學(xué)期開學(xué)兩周內(nèi)交指導(dǎo)教師審閱并提出修改意見；
3. 學(xué)生須在小組內(nèi)進(jìn)行報告，并進(jìn)行討論；
4. 本報告作為指導(dǎo)教師、畢業(yè)論文(設(shè)計)指導(dǎo)小組審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(論文)課題和是否按時完成進(jìn)度的檢查依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。
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